15CrMoG钢包晶凝固特征与机制

李亚强¹，刘建华¹，邓振强¹，仇圣桃²，张佩³，郑桂芸³

1. 北京科技大学工程技术研究院2. 钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心3. 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司

摘 要：采用超高温激光共聚焦扫描显微镜对15CrMoG钢包晶凝固过程进行了原位动态观察。发现冷却速率为5和15℃/min时,δ相以胞状方式析出;而当冷却速率增加至100℃/min时,δ相以枝晶方式析出。通过包晶相形核热力学分析表明,初始δ相凝固过程中L/δ界面处浓度梯度的存在增加包晶γ相Gibbs自由能成核势垒。随着冷却速率的增加,穿过L/δ界面浓度梯度变陡,导致包晶相γ形核所需过冷度增加,进而降低了包晶反应温度和提高了包晶反应速率。另外,冷却速率的增加导致包晶转变(δ→γ)模式发生改变,冷却速率为5℃/min时,δ→γ转化界面呈现溶质扩散控制的平面形态;冷却速率为15℃/min时,δ→γ转化界面呈现溶质扩散控制的胞状形态;而冷却速率为100℃/min时,出现界面过程控制的δ→γ块状转变。基于不同包晶转变δ→γ模式体积收缩的差异,讨论了亚包晶钢连铸调控机理。

关键词：15CrMoG钢;冷却速率;包晶反应;包晶转变;连铸;